专利名称：基于中国变换码的信道编解码方法
技术领域：
本发明涉及信道编解码技术领域，特别涉及基于中国变换码的信道编解码方法。
背景技术：
在传统的采用固定码率编码的单点通信中，通信协议的应用层和传输层采用 ARQ (Auto Repeat reQuest)技术来保证可靠传输，例如广泛采用的TCP (Transmission Contro 1 Protocol)协议。但是在带宽受限、延时不确定的的宽带无线通信网络中，TCP协议 的性能表现不佳。ARQ技术不易解决反馈内爆问题，大量的用户反馈加重了发送方的负担， 限制了多播的可扩展性，基于固定码率编码技术和ARQ拥塞控制体系的信道纠错技术已经 难以满足下一代高速无线通信日益增长的实际需求。喷泉码目前最为典型代表是LT码和Raptor码。Raptor码是2005年提出的基于 LT码的一种次优级联方案，它以LDPC (Low Density Parity-check Codes)码作为外码，以 弱化的LT码作为内码，先将原始分组用LDPC码实施编码，再用LT码编码，解码端在收到LT 码后，只需恢复部分LT编码分组，其余的原始分组就能够利用LDPC码强大的迭代译码算法 予以恢复，因此目前喷泉码的核心内容还是集中体现在对LT码的研究上。对于喷泉码而言，具有以下传统编码技术所没有的先天优势(1)理想的可扩展性由于喷泉码的单项组播不需要ARQ反馈，所以在基于喷泉码 的系统中用户数量的增长对于编码端而言没有任何影响，编码端可以随时服务于任意数量 的用户。(2)近乎理想的接收效率为了获取k个原始分组，用户需要接收K个编码分组， 接收效率约等于1。相对而言，在基于传统编码的数据轮播解决方案中，用户如果在第一轮 传输中没有得到足够的编码分组，就必须为了获取剩下的少数几个编码分组，而在第二轮 传输中接收大量的重复分组，显然降低了用户的接收效率。而在喷泉码系统中每一个传输 分组都是有用的，在传输分组的利用效率上与传统轮播方式不可同日而语。(3)适应时变信道在喷泉码系统中用户何时能够收到K个编码分组，完全取决于 当时当地的实际信道条件。丢包率低或带宽高则早收到，反之则晚收到，为了译码获取k个 原始分组，用户需要的接收时间趋近于在实际信道下所能达到的最短时间。(4)适应异质用户具有不同丢包率或带宽的用户互不影响，劣质用户不会或最 低程度牵制优质用户。与此同时，在基于ARQ技术的组播方案中，发送方为劣质用户重传的 分组绝大部分对优质用户毫无用处，实际上相当于牵制了优质用户的接受进度。(5)异步接收和断续接收用户可以在不同时间随意加入多播，也可以加入后退 出再重新加入，异步性能较好。由于各个编码分组完全等价，用户不必在意何时收到哪些分 组，而只需关心收到的编码分组数量。与此相对，其他多播方案则不易解决异步接收和断续 接收问题。表1 是以 LT codes, Fountain Codes, Rateless Codes 为关键词在 SCI/EI/IEEE 文献中联合检索的文献数量，可以看出，从2002年Luby正式提出喷泉码的具体实现方案LT码以来，有关喷泉码的研究呈递增趋势，尤其是在近3年国内外相关研究更是呈高速增长
态势，因此对喷泉码方面的技术实施跟踪创新研究，能够为我国下一代宽带无线通信网相
关标准的形成及专利技术储备打下一定的基础。 表12002-2008喷泉码重要检索文献数量一览表
权利要求
一种基于中国变换码的信道编码方法，其特征在于编码端进行以下步骤，首先，对于单个原始信息分组，设定编码分组长度和素数集；然后，从素数集中随机选取分解素数，将原始信息分组对分解素数进行求余运算，将余数及相关分解素数的对应关系构成编码分组；循环生成编码分组并传输至解码端，在收到解码端译码成功且停止译码的反馈后，停止编码。
2.如权利要求1所述基于中国变换码的信道解码方法，其特征在于在循环求取编码 分组进行3轮后，开始随机均勻选取所得编码分组封装构成传输分组。
3.一种基于中国变换码的信道解码方法，其特征在于解码端进行以下步骤，步骤1，计算从编码端接收到的各编码分组所构成的隔离度A 义，其中ζ表示编码/=1段所提供编码分组数目，mj表示各编码分组相应分解素数； 步骤2，对各编码分组构成的隔离度Dz进行判断；如果Dz > 2h，其中h表示编码端的原始信息分组的长度，则由式ι = 〃/Λ/乂-PA恢/=\ J复译码值，X为恢复所得译码值，P为令X在W，2h]之内的整数，…为乘率，h为生成编码 分组时求余运算后的余数；如果Dz < 2h，其中h表示编码端的原始信息分组的长度，则从编码端接收新的编码分 组，返回步骤1循环执行。
4.如权利要求3所述基于中国变换码的信道解码方法，其特征在于乘率…按以下公 式求取，C0 = IH，C, 二狀卜，“ ,\<t<R其中R代表nip DzZ^辗转相除时有非零余数产生的次数，而qt代表每次相除时产生的 商数，1彡t ( R，则所求乘率为 α j ^ (_l)ncn (Hiodmj)。
全文摘要
本发明提供了基于中国变换码的信道编解码方法，利用中国余数定理构造的中国变换码，编码实现为将有限长度的原始分组不断分解为包含分解素数及余数信息的编码分组，从而生成理论上无限长的编码分组，而解码实现只要从这些编码分组中接收若干分组，即可以译码恢复原始分组值的编码构造。这种基于擦除信道设计的基于中国变换码的信道编解码方法，与其他传统信道编解码技术结合就可以推广应用到有损信道的信道编解码技术。
文档编号H04L1/16GK101969354SQ20091006337
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者易本顺, 黄诚 申请人:武汉大学